郝子龙 张粉萍 刘子聪 李正勇 李松伟 牛香草

摘要：以TC4钛合金焊接试板为研究对象，采用盲孔法检测其焊接残余应力，然后分别采用热时效和超声冲击法消除焊接残余应力，并对比热时效和超声冲击消除焊接残余应力的效果。结果表明：热时效可以大幅降低焊接残余应力，残余拉应力消除率<100%，但不能产生压应力;相较于热时效，超声冲击具有较好的效果，残余拉应力消除率为100%，可以将有害的焊接残余拉应力转换为有利于疲劳强度和疲劳寿命的压应力。建议采用超声冲击消除钛合金焊缝的残余应力。

关键词：钛合金;热时效;超声冲击;焊接残余应力

中图分类号：TG404      文献标志码：B         文章编号：1001-2003（2021）11-0128-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.11.24

0    前言

钛合金是一种性能非常优越的合金，因具有良好的耐腐蚀性、使用温度范围广以及高比强度而被冠以“ 海洋金属 ”和“ 航天金属 ”等称号，是一种优良的结构材料[1-4]。在航空航天、船舶制造和兵器工业行业有广泛的应用，在提高设备使用寿命、生产率的同时，减轻了结构的质量，经济效益显著。但钛合金焊接本身存在一定的问题，容易出现焊接接头脆化、裂纹和气孔等缺陷，焊接残余应力过大就是亟待解决的问题之一。对钛合金焊接残余应力的消除和控制进行研究具有广泛的指导意义[5-6]。

热时效和超声冲击是目前常用的焊接残余应力消除方法。热时效是将工件加热到弹塑性转变温度，保温缓冷，使工件处于低应力状态。超声冲击是将高速的机械撞击作用在焊缝材料表面，改变焊缝表面的应力状态，使焊缝处的应力状态由焊后未经处理的三向应力状态变为压应力状态，焊缝处的应力分布得到重新调整，从而起到消除焊缝残余应力的作用。……